ansys實(shí)現(xiàn)mpc
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys實(shí)現(xiàn)mpc的視頻教程
基于ANSYS的實(shí)體單元扭矩施加方法(用若干對(duì)力代替力偶)
由于ANSYS中不能直接對(duì)實(shí)體單元施加力矩，傳統(tǒng)方法采用若干對(duì)力偶來(lái)代替扭矩，該方法容易導(dǎo)致局部應(yīng)力集中；改進(jìn)的方法引入一些特殊單元如rbe3單元、mpc184單元、mass21單元等，通過(guò)引入這些特殊單元，能夠比較好的實(shí)現(xiàn)扭矩的施加，但是特殊單元的引入又改變了整體剛度矩陣。為了解決由于引入特殊單元而導(dǎo)致影響整體剛度矩陣的問(wèn)題，有學(xué)者等提出采用接觸單元能夠很好的解決扭矩的施加問(wèn)題。
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基于ANSYS的實(shí)體單元扭矩施加方法總結(jié)
由于ANSYS中不能直接對(duì)實(shí)體單元施加力矩，傳統(tǒng)方法采用若干對(duì)力偶來(lái)代替扭矩，該方法容易導(dǎo)致局部應(yīng)力集中；改進(jìn)的方法引入一些特殊單元如rbe3單元、mpc184單元、mass21單元等，通過(guò)引入這些特殊單元，能夠比較好的實(shí)現(xiàn)扭矩的施加，但是特殊單元的引入又改變了整體剛度矩陣。為了解決由于引入特殊單元而導(dǎo)致影響整體剛度矩陣的問(wèn)題，有學(xué)者等提出采用接觸單元能夠很好的解決扭矩的施加問(wèn)題。
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ansys實(shí)現(xiàn)mpc的實(shí)例教程
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上面所述的不同單元之間的接連方法主要是用耦合自由度和約束方程來(lái)實(shí)現(xiàn)的，有一定的局限性，只適用
于小位移，下面介紹一種支持大位移算法的方法，MPC法。
MPC即Multipoint Constraint,多點(diǎn)約束方程，其原理與前面所說(shuō)的方程的技術(shù)幾乎一致，將不連續(xù)、自
由度不協(xié)調(diào)的單元網(wǎng)格連接起來(lái)，不需要連接邊界上的節(jié)點(diǎn)完全一一對(duì)應(yīng)。
MPC能夠連接的模型一般有以下幾種。
solid 模型-solid 模型
shell模型-shell模型
solid 模型-shell 模型
solid 模型-beam 模型
shell 模型-beam模型
在 ANSYS中，實(shí)現(xiàn)上述MPC技術(shù)有三種途徑。
（1）通過(guò)MPC184單元定義模型的剛性或者二力桿連接關(guān)系。定義MPC184單元模型與定義桿的操作完全一
致，而MPC單元的作用可以是剛性桿（三個(gè)自由度的連接關(guān)系）或者剛性梁（六個(gè)自由度的連接關(guān)系）。
（2）利用約束方程菜單路徑Main Menu>preprocessor>Coupling/Ceqn>shell/solid Interface創(chuàng)建殼與
實(shí)體模型之間的裝配關(guān)系。
（3）利用ANSYS接觸向?qū)Чδ芏x模型之間的裝配關(guān)系。選擇菜單路徑Main
Menu>preprocessor>Modeling>Creat>Contact Pair，彈出一序列的接觸向?qū)?duì)話(huà)框，按照提示進(jìn)行操作
，在創(chuàng)建接觸對(duì)前，單擊Optional setting按鈕彈出Contact properties對(duì)話(huà)框，將Basic選項(xiàng)卡中的
Contact algorithm即接觸算法設(shè)置為MPC algorithm。
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ansys實(shí)現(xiàn)mpc的最新內(nèi)容
在一些CAE軟件中，「命令終端」是用戶(hù)與軟件最直接的交互方式，尤其是在一些高級(jí)仿真軟件（如ANSYS、Abaqus、COMSOL等）中，它作為一種補(bǔ)充圖形界面（GUI）的工具，為用戶(hù)提供更高的靈活性和控制能力。
而SimForge?的「命令終端」功能，意味著用戶(hù)可以通過(guò)命令行操作和調(diào)用所有軟件及資源。
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Ansys針對(duì)這類(lèi)工程問(wèn)題提供模態(tài)綜合法（CMS）利用超單元，將非關(guān)鍵部件進(jìn)行縮減計(jì)算。
本文根據(jù)查閱到的網(wǎng)絡(luò)資料，對(duì)超單元縮減計(jì)算如何在Ansys Workbench 中實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行了介紹。
示例：
工業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品需要模擬工作環(huán)境進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)，產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)已經(jīng)很復(fù)雜，再加上工裝往往是一個(gè)更大的結(jié)構(gòu)。
你是否在綁定接觸公式嘗試從純罰函數(shù)（Pure Penalty）更改為基于MPC的綁定？你是否知道這意味著什么？你是否曾想過(guò)該何時(shí)使用它？
在多個(gè)版本的 ANSYS MAPDL和ANSYS Mechanical（Workbench）中，已經(jīng)可以選擇將運(yùn)動(dòng)學(xué)多點(diǎn)約束（或MPCs）用于線(xiàn)性接觸公式。
我們關(guān)注CAE中的結(jié)構(gòu)有限元，所以主要選擇了商用結(jié)構(gòu)有限元軟件中文檔相對(duì)較完備的Abaqus來(lái)研究?jī)?nèi)部實(shí)現(xiàn)方式，同時(shí)對(duì)某些問(wèn)題也會(huì)涉及其它的Nastran/Ansys等商軟。為了理解方便有很多問(wèn)題在數(shù)學(xué)上其實(shí)并不嚴(yán)謹(jǐn)，同時(shí)由于水平有限可能有許多的理論錯(cuò)誤，歡迎交流討論，也期待有更多的合作機(jī)會(huì)。
4.2 Abaqus的實(shí)現(xiàn)方式
Abaqus的關(guān)鍵詞中inp的MPC中已經(jīng)消除了這個(gè)單元號(hào)，如下圖，Abaqus如果是按單元來(lái)實(shí)現(xiàn)的話(huà)應(yīng)該會(huì)在inp關(guān)鍵詞中反應(yīng)，譬如質(zhì)量點(diǎn)，雖然Abaqus/CAE上是inertia設(shè)置，但inp依然是Element關(guān)鍵詞，也會(huì)設(shè)置單元類(lèi)型為MASS，但MPC猜測(cè)沒(méi)有這么做，而是把Master點(diǎn)和Slave點(diǎn)的關(guān)系寫(xiě)到了關(guān)系矩陣中，在組裝全局剛度陣時(shí)將關(guān)系式單獨(dú)寫(xiě)到全局剛度陣中
我們關(guān)注CAE中的結(jié)構(gòu)有限元，所以主要選擇了商用結(jié)構(gòu)有限元軟件中文檔相對(duì)較完備的Abaqus來(lái)研究?jī)?nèi)部實(shí)現(xiàn)方式，同時(shí)對(duì)某些問(wèn)題也會(huì)涉及其它的Nastran/Ansys等商軟。為了理解方便有很多問(wèn)題在數(shù)學(xué)上其實(shí)并不嚴(yán)謹(jǐn)，同時(shí)由于水平有限可能有許多的理論錯(cuò)誤，歡迎交流討論，也期待有更多的合作機(jī)會(huì)。
對(duì)于兩種單元之間的連接，通過(guò)目標(biāo)單元TARGE170和接觸單元CONTA175實(shí)現(xiàn)，定義約束為實(shí)體-殼約束，接觸單元為MPC算法，接觸類(lèi)型為綁定接觸。
在控制方面，可以使用人工智能技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)更高精度的控制。
利用ANSYS軟件進(jìn)行有限元分析計(jì)算，采用ANAND本構(gòu)模型描述焊錫的黏塑性行為，采用基于接觸的多點(diǎn)約束( Multi-point Constraint，MPC) 算法實(shí)現(xiàn)焊錫層與功能層的跨尺度自由度耦合。計(jì)算結(jié)果表明，焊接順序?qū)δK殘余應(yīng)力影響較小，各功能層的選材需要綜合考慮模塊變形及應(yīng)力安全裕度。
